JPH03119527A

JPH03119527A - トラッキング制御装置

Info

Publication number: JPH03119527A
Application number: JP1257098A
Authority: JP
Inventors: Mikio Yamamuro; 美規男山室
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-10-03
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1991-05-21
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: US5148420A; JP2804118B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は、例えば光ディスクに対して情報の記録ある
いは再生を行うディスク装置等のトラッキング制御装置
に関する。

（従来の技術）周知のように、光デイスク装置には、光ディスクに対し
て光（ビーム）を照射することによって情報の書込み（
記録）、または読み取り（再生）を行う光学ヘッドが設
けられている。この光学ヘッドは、リニアモータによっ
て光ディスクの半径方向に駆動されるようになっている
。

そして、光学ヘッドからの光は、対物レンズを介して光
ディスクに形成される溝（トラックもしくは情報ピット
列）に追従して照射される、つまり情報の記録時または
再生時には常に光ディスクのトラックに光が照射される
ように対物レンズがトラック方向に制御されている。こ
の場合、光ディスクからの光を対物レンズなどを介して
二分割センサからなる光検出素子で受光し、この光検出
素子により生成されるトラック差信号に応じた駆動信号
で対物レンズの駆動コイルを制御することによって、対
物レンズを常に所要のトラック」二に維持するようにな
っている。

ところで、上記のような構成の光デイスク装置における
トラック走査の方法としては、たとえばリニアモータに
よって光学ヘッド全体を移動されることによって対物レ
ンズを所要のトラック位置へアクセスする方法と、対物
レンズのみを移動させることによって対物レンズを所要
トラック位置へアクセスする方法などがある。

例えば、光学ヘッドからの光が、対物レンズを介して光
ディスクに形成されている溝に追従して合トラック状態
で照射されている際に、外力による振動あるいは光ディ
スクのきず等により光が溝に対して合トラック状態から
はずれた場合におけるトラック走査の方法を説明する。

まず、対物レンズのトラック検出器は対物レンズを介し
て光ディスクに照射されている光の合トラック状態から
の位置ずれを検出する。次に、この位置ずれが減少され
るように、対物レンズは光学ヘッドを基準として、光デ
ィスクに形成されている溝と直交する方向に移動され、
光ディスクに対して合トラ・ツク状態となる。次に、こ
の対物レンズの移動により、光学ヘッドと対物レンズと
の位置関係にずれが生じたため、このずれが減少される
ように光学ヘッドが対物レンズに対して移動される。こ
のような対物レンズ及び光学ヘッドの移動により、光デ
ィスクのトラック走査が行われる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、外力による振動あるいは光ディスクのき
す等により、光ディスクのトラ・ツク（溝）に対して、
対物レンズを介して照射される光が合トラック状態から
はずれ、対物レンズ及び光学ヘッドが上記のような移動
を行った場合に、以下のような不具合が生じていた。つ
まり、対物レンズか移動し光学ヘッドが移動し、引き続
き対物レンズが同方向に移動した場合等に、対物レンズ
の移動が急激であると、光学ヘッドの移動が急激となり
、光学ヘッドの移動制御系が発散してしまい、光ディス
クに対して安定なトラッキングができないという不具合
が発生していた。

そこでこの発明は、対物レンズを介して照射される光が
光ディスクのトラックに対してずれを生じ、対物レンズ
のトラック検出器が位置ずれを検知して対物レンズ及び
光学ヘッドを移動させた際に、これらの制御系の発散を
防ぎ、光ディスクに対して安定したトラック走査を行う
ことのできるトラッキング制御装置を提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）この発明のトラッキング制御装置は、上記課題を解決す
るために、記録トラックを有する記録媒体に光を照射す
る集光手段と、集光手段を弾性的に支持し、集光手段を
記録媒体の記録トラックの方向と直交する方向に移動さ
せる第１の移動手段と、第１の移動手段を支持する支持
手段と、第１の移動手段により移動される集光手段の移
動情報を検知して支持部材を集光手段の移動情報に基づ
き移動させる第２の移動手段と、第２の移動子段により
移動される支持部材の移動情報を検知する移動情報検知
手段とを具備することを特徴とする。

（作用）この発明は、第１の移動手段により移動される集光手段
を介して、記録媒体の記録トラックに光を照射するとと
もに、これら第１の移動手段及び集光手段を支持する支
持手段を第２の移動手段により移動させる。この際、こ
の第２の移動手段の移動情報を検知し、この移動情報を
用いて集光手段の移動を操作することによりトラッキン
グを行うようにしたものである。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図は、この発明に係るトラッキング制御装置を適用
したディスク装置を示すものである。光ディスク（記録
媒体）１０の表面には、スパイラル状あるいは同心円状
に溝（トラック）が形成されており、この光ディスク１
０は、モータ１２によって例えば一定の速度で回転され
る。このモタ１２は、モータ制御回路１４によって制御
されている。

」二足光ディスク１０は、第２図に示すように、たとえ
ばガラスあるいはプラスチックなどで円形に形成された
基板の表面にテルルあるいはビスマスなどの金属被膜層
つまり記録膜がドーナツ型にコーティングされており、
その金属被膜層の中心部近傍には切欠部つまり基準位置
マーク３９が設けられている。

また、光デイスク１０上は、第２図に示すように、基準
位置マーク３９を「０」として「０〜２５５」の２５６
セクタに分割されている。上記光デイスク１０上には可
変長の情報が複数ブロックにわたって記録されるように
なっており、光デイスク１０上には３６０００トラツク
に３０万ブロツクが形成されるようになっている。

なお、上記光ディスク１０における１ブロツクのセクタ
数はたとえば内側では４０セクタになり、外側では２０
セクタになるようになっている。上記ブロックの開始位
置には、トラック番号、セクタ番号などからなるブロッ
クヘッダＡがたとえば光ディスク１０の製造時に記録さ
れるようになっている。

また、光ディスク１０における各ブロックがセクタの切
換位置で終了しない場合、ブロックギャップを設け、各
ブロックが必ずセクタの切換位置から始まるようになっ
ている。

上記光ディスク１０に対する情報の記録再生は、第１図
に示すように、光学ヘッド１６によって行なわれる。こ
の光学ヘッド１６は、リニアモータの可動部を構成する
駆動コイル１８に固定されており、この駆動コイル１８
はリニアモータ制御回路２０に接続されている。

この光学ヘッド１６には、第３図に示すように、対物レ
ンズ２６がワイヤあるいは板ばね（弾性部材）２８によ
って支持されている。この対物レンズ２６は、駆動コイ
ル３０によってフォーカシング方向（レンズの光軸方向
）に移動され、また。

移動手段としての駆動コイル（レンズアクチエ−タコイ
ル）３２によってトラッキング方向（レンズの光軸と直
交する図示矢印ＢＢ一方向）に移動されるようになって
いる。また、この光学ヘッド１６には、対物レンズの位
置センサ３３が設けられている。この対物レンズの位置
センサ３３は。

対物レンズ２６をトラッキング方向ＢＢ−で支持する１
組のワイヤあるいは板ばね２８が自然状態で釣り合った
時の対物レンズ２６の中央位置近傍を基準として、対物
レンズ２６のトラッキング方向ＢＢ−での位置を位置検
出している。

前記リニアモータ制御回路２０には、リニアモータ位置
検出器２２が接続されている。このリニアモータ位置検
出器２２は、光学ヘッド１６に設けられた光学スケール
２４を検出することにより、現在位置信号を出力するよ
うになっている。また、このリニアモータ位置検出器２
２の位置信号より、上記リニアモータ制御回路２０はリ
ニアモータの速度を検知し、リニアモータの速度情報２
５を出力する。

また、リニアモータの固定部には、図示しない永久磁石
が設けられており、前記駆動コイル１８がリニアモータ
制御回路２０によって励磁されることにより、光学ヘッ
ド１６は、光ディスク１０の半径方向に移動（粗アクセ
ス）されるようになっている。

さらに、このリニアモータ制御回路２０には、上述した
対物レンズの位置センサ３３の位置偏差信号３３ａが人
力される。リニアモータ制御回路２０は、この位置偏差
信号３３ａより対物レンズ２６の位置を検知し、対物レ
ンズ２６の動作に伴いリニアモータの可動部を構成する
駆動コイル１８を駆動させる。

また、レーザ制御回路３４によって半導体レーザ３６よ
り発生されたレーザ光３８は、コリメータレンズ４０、
ハーフプリズム４２、対物レンズ２６を介して光デイス
ク１０上に照射される。レザ光３８は、この光デイスク
１０上で反射され、この光ディスク１０からの反射光は
、対物レンズ２６、ハーフプリズム４２、集光レンズ４
４、およびシリンドリカルレンズ４６を介して光検出器
］　０４８に導かれる。この光検出器４８は、４分割の光検出
セル４８ａｓ　４８ｂ、４８ｃ及び４８ｄによって構成
されている。

上記光検出器４８の光検出セル４８ａの出力信号は、増
幅器５０を介して加算器５２．５４の一端に供給されて
いる。光検出セル４８ｂの出力信号は、増幅器５６を介
して加算器５８．６０の一端に供給されている。光検出
セル４８ｃの出力信号は、増幅器６２を介して加算器５
４．５８の他端に供給されている。光検出セル４８ｄの
出力信号は、増幅器６４を介して加算器５２．６０の他
端に供給されるようになっている。

上記加算器５２の出力信号は差動増幅器６６の反転入力
端に供給され、この差動増幅器６６の非反転入力端には
上記加算器５８の出力信号が供給される。これにより、
差動増幅器６６は、上記加算器５２．５８の差に応じて
トラック差信号６８をトラッキング制御回路７０に供給
するようになっている。このトラッキング制御回路７０
は、差動増幅器６６から供給されるトラック差信号６８
に応じてトラック駆動信号７２を形成するものである。

また、このトラッキング制御回路７０はリニアモータ制
御回路２０からリニアモータの速度情報２５を受は取り
、この速度情報２５に基づきトラック駆動信号７２を形
成するものである。このトラッキング制御回路７０から
出力されるトラック駆動信号７２は、前記］・ラッキン
グ方向の駆動コイル３２に供給され、ジャンプすべきト
ラック数に応じて対物レンズ２６を移動させることによ
り、レーザ光３８を光デイスク１０上で移動させるよう
になっている。

また、」二足加算器５４の出力信号は差動増幅器７４の
反転入力端に供給され、この差動増幅器７４の非反転入
力端には上記加算器６０の出力信号か供給される。これ
により、差動増幅器７４は、上記加算器５４．６０の差
に応じてフォーカス点に関する信号をフォーカシング制
御回路７６に供給するようになっている。このフォーカ
シング制御回路７６の出力信号７８は、フォーカシング
駆動コイル３０に供給され、レーザ光３８が光デイ１スフ１０上で常時ジャストフォーカスとなるように制御
される。

上記のようにフォーカシング、トラッキングを行なった
状態での光検出器４８の各光検出セル４８ａ−４８ｄの
出力の和信号、つまり加算器５２．５８からの出力信号
は、トラック上に形成されたピット（記録情報）の凹凸
が反映されている。この信号は、映像回路８０に供給さ
れ、この映像回路８０において画像情報、アドレス情報
（トラック番号、セクタ番号等）が再生される。

上記レーザ制御回路３４、フォーカシング制御回路７６
、トラッキング制御回路７０．リニアモータ制御回路２
０．モータ制御回路１４、映像回路８０等は、パスライ
ン８２を介してＣＰＵ８４によって制御されるようにな
っている。このＣＰＵ８４はメモリ８６に記憶されたプ
ログラムによって所定の動作を行なうようになっている
。

また、Ｄ／Ａ変換器８８はそれぞれフォーカシング制御
回路７６、リニアモータ制御回路２０とＣＰＵ８４との
間で情報の授受を行なうために用　２いられるものである。

以下、本トラッキング制御装置の構成及び動作について
、第４図を用いて説明する。第４図は、対物レンズ２６
、集光レンズ４４とシリンドリカルレンズ４６と光検出
器４８から成るトラッキングセンサ１００、トラッキン
グセンサ１００の検知信号に基づきトラック差信号６８
を出力する信号処理系１０２、トラック差信号６８に位
相補償を施す位相補償回路１０４、位相補償されたトラ
ック差信号６８′を増幅して駆動信号１０８を出力する
駆動アンプ１０６、この駆動アンプ１０６の駆動信号１
０８に基づき対物レンズ２６を駆動させる駆動コイル３
２とから構成されている。また、対物レンズ２６の位置
をトラッキング方向ＢＢ′で検知する対物レンズの位置
センサ３３、対物レンズの位置センサ３３の位置偏差信
号３３ａに位相補償を施す位相補償回路１１０、位相補
償された位相偏差信号３３ａ′を増幅して駆動信号１１
４を出力する駆動アンプ１１２、この駆動アンプ１１２
の駆動信号１１４に基づきリニアモ　３４夕の可動部を構成する駆動コイル１８とから構成されて
いる。さらに、リニアモータ位置検出器２２の位置信号
よりリニアモータの速度を検知するりニアモータ速度セ
ンサ１１６とから構成されている。このリニアモータ速
度センサ１１６の出力信号１１８は位相補償回路１０４
の後段に配置されている演算器１２０に人力され、位相
補償回路１０４からのトラック差信号６８−と加算され
て駆動アンプ１０６に人力される。

ここで、第５図に、光ディスク１０に対して対物レンズ
２６を矢印Ｃ方向に走査させた場合のトラック差信号を
示す。対物レンズ２６は、光ディスク１０のトラックＴ
ｎを走査している際には、トラック差信号６８が信号値
Ｐｎとなるようにトラッキング方向ＢＢ−に対してトラ
ッキングセンサ１００．信号処理系１０２、位相補償回
路１０４、駆動アンプ１０６及び駆動コイル３２等によ
り制御される。

次に、第６図に、対物レンズ２６が光ディスク１０のト
ラックＴｎを走査している際に、トラックＴ　ｎが例え
ば光ディスク１０の偏心により、図中矢印り方向に移動
した場合の対物レンズ２６等の動作を説明する。この場
合、第５図で説明したように、対物レンズ２６はトラッ
ク差信号６８が信号値Ｐｎとなるように、光ディスク１
０のトラックＴｎの図中矢印り方向の移動（第６図（ａ
）から（ｂ）への移動）に伴い、同様に矢印り方向に移
動する。この時、対物レンズ２６が矢印り方向に移動す
ることにより、対物レンズの位置センサ３３より対物レ
ンズ２６が光学ヘッド１６に対し矢印り方向に移動した
旨の位置偏差信号３３ａが位相補償回路１１０に人力さ
れる。この信号に基づぎ、駆動アンプ１１２及び駆動コ
イル１８により、光学ヘッド１６が矢印り方向に移動さ
れ、上記対物レンズ２６が光学ヘッド１６に対して移動
した為に生じた位置偏差信号３３ａが相殺される。位置
偏差信号３３ａが相殺されることにより、光学ヘッド１
６は移動が停止される。

以上説明したように、対物レンズ２６はトラッキングセ
ンサ１００及び信号処理系１０２により５形成されるトラック差信号６８がある特定レベル値（第
５図において、トラックＴｎに対しての信号値Ｐ　ｎ　
ｏ　）となるように制御される。また、光学ヘッド１６
は対物レンズの位置センサ３３により形成される対物レ
ンズ２６の位置偏差信号３３ａが、光学ヘッド１６に対
して特定位置（対物レンズ２６をトラッキング方向ＢＢ
−で支持している１組のワイヤあるいは板ばね２８がｒ
１然状態で釣り合った時の対物レンズ２６の中央位置近
傍。

このときの位置偏差信号３３ａの出力値Ｑとして以下説
明を行う。）となるように制御される。

以上のように動作する対物レンズ２６及び光学ヘッド１
６において、本装置が外力等による振動を受けた場合あ
るいは光ディスク１０に破損があった場合等に、対物レ
ンズ２６は光ディスク１゜に対して相対的な位置ずれを
急激に生じる。以下、第７図を参照しながら本装置の説
明を行う。第７図（ａ）は、第５図に示した光ディスク
１０、対物レンズ２６及び光学ヘッド１６の関係におい
て、光ディスク１０のトラックＴｎに対して対物レン　
６ズ２６が合トラック状態にあり、かつ対物レンズの位置
センサ３３により形成される対物レンズ２６の位置偏差
信号３３ａが光学ヘッド１６に対して特定位置にあり出
力値Ｑの状態である。この図の状態に対し、第７図（ｂ
）は、光ディスク１０が外力等により振動を受けた場合
、対物レンズ２６の位置より例えばＥ方向に移動した直
後の場合の状態が示されている。このとき、トラック差
信号６８は出力値Ｐとなっており、対物レンズ２６はト
ラック差信号６８の出力値Ｐが矢印Ｆで示すように制御
される。すなわち、対物レンズ２６は駆動コイル３２等
により矢印Ｅ方向に移動される。

この対物レンズ２６の移動、つまり、光学ヘッド１６に
対し対物レンズ２６の矢印Ｅ方向への移動により、第７
図（Ｃ）に示すように対物レンズ２６の位置偏差信号３
３ａの出力値Ｑ−が出力値Ｑに対してＲ方向にずれる。

このため、第７図（ｄ）に示すように、この出力値Ｑ′
が出力値Ｑに一致するように光学ヘッド１６が矢印Ｅ方
向に移動する。この時、前述した対物レンズ２６に対す
る光　８ディスク１０の矢印Ｅ方向への移動が急激であればある
程、対物レンズ２６及び光学ヘッド１６の矢印Ｅ方向へ
の移動量は大きくなり、第７図（Ｃ）及び（ｄ）で示す
ようにトラックＴｎを飛び越してしまう。しかしこの時
、第４図に示されているリニアモータ速度センサ１１６
の出力信号１１８を取り出し、位相補償回路１０４の後
段の演算器１２０に入力する。この出力信号１１８の入
力に基づき、駆動アンプ１０６及び駆動コイル３２は光
学ヘッド１６の速度方向に対して対物レンズ２６を反対
方向に移動させる。すなわち、第７図（ｅ）に示すよう
に、対物レンズ２６の矢印Ｅ方向への移動に伴って同方
向に移動した光学ヘッド１６の移動により形成されるリ
ニアモータ速度センサ１１６の出力信号１１８に基づき
、対物レンズ２６を矢印Ｅ方向とは反対方向の矢印Ｇ方
向に移動させる。これにより、対物レンズ２６は矢印Ｅ
方向に移動してトラックＴｎを飛び越してしまった場合
においても、矢印Ｇ方向に移動されて正確にトラックＴ
ｎを走査することができる。また、対物レンズ２６の移
動間を小さくしているため、目的トラックＴｎへのアク
セスを早くすることにもなっている。

また、対物レンズ２６がある一方向、例えば矢印Ｅ方向
に移動して、この移動に伴い光学ヘッド１６が対物レン
ズ２６と同方向に移動し、第７図（Ｃ）に示すような状
態となった場合について説明を加える。この場合、トラ
ック差信号６８は第７図（ｂ）に示す信号値Ｐ近傍の値
となっている。

この時、この信号値Ｐが人力されたトラッキング制御回
路７０は駆動コイル３２に対して対物レンズ２６をさら
に矢印Ｅ方向に移動させるように制御する。対物レンズ
２６がさらに矢印Ｅ方向に移動されると、対物レンズの
位置センサ３３はりニアモータ制御回路２０に対して光
学ヘッド１６を矢印Ｅ方向に移動させる位置偏差信号３
３ａを出力し、光学ヘッド１６は矢印Ｅ方向に移動され
る。

このような動作が連続した場合、対物レンズ２６は光デ
ィスク１０に対して合トラック状態とならず、光学ヘッ
ド１６はいわゆる暴走を起こしてし　９まう。しかし、本装置においては、前述したように、光
学ヘッド１６が移動した場合、光学ヘッド］６の速度方
向に対して対物レンズ２６をその速度方向の反対方向に
移動させているため、対物レンズ２６の位置偏差信号３
３ａにより光学ヘッド１６を移動させるリニアモータ制
御回路１４の発振、いわゆる暴走を防ぐことができる。

以上説明したように、本装置においては光学ヘッド１６
が移動した場合、光学ヘッド１６の速度方向に対して対
物レンズ２６をその速度方向に対して反対方向に移動さ
せている。これにより、本装置が外力等により振動を受
け、光ディスク１゜に対する対物レンズ２６の相対的な
位置が合トラック状態からずれた場合においても正確に
トラックを走査することができる。また、この場合にお
いて、対物レンズ２６の移動量を小さくしているため、
目的としているトラックへの合トラック状態を短時間で
実現できる。さらに、光学ヘッド１６の移動方向、例え
ば第７図における矢印Ｅ方向に対して対物レンズ２６は
矢印Ｇ方向に移動され、　０このときの位置偏差信号３３ａの出力により光学ヘッド
１６は移動していた方向の反対方向（矢印Ｇ方向）に移
動されるため、光学ヘッド１６が一方向に加速されて移
動することを防ぐことができる。

また、本発明においては、リニアモータ速度センサ１１
６の出力信号１１８を位相補償回路１０４の後段に人力
したが、この出力信号１１８は位相補償回路１０４の前
段に入力しても良く、得られる効果は同等である。

〔発明の効果〕

以上詳述したようにこの発明によれば、外力等の影響を
受け、合トラック状態からずれた場合にも安定したトラ
ック走査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はトラッキング制御装置の概略構成を示す図、第
２図は光ディスクの構成を示す図、第３図はレンズアク
チュエータの概略構成を示す図、第４図はトラッキング
制御装置の一部の概略構成を示す図、第５図は光ディス
クのトラックとトラツク差信号の関係を示す図、第６図
及び第７図は光ディスクのトラックが対物レンズに対し
てすれたときの対物レンズ及び光学へ・ノドの動作を示
す図である。１０・・・・・・記録媒体、１６・・・・・支持手段、
１８・・・・・・第２の移動手段、２６・・・・・・集
光手段、３２・・・・・・第１の移動手段、１１６・・
・・・・移動情報検知手段

Claims

【特許請求の範囲】記録トラックを有する記録媒体に光を照射する集光手段
と、この集光手段を弾性的に支持し、前記集光手段を前記記
録媒体の記録トラックの方向と直交する方向に移動させ
る第１の移動手段と、この第１の移動手段を支持する支持手段と、前記第１の
移動手段により移動される前記集光手段の移動情報を検
知して前記支持部材を前記集光手段の移動情報に基づき
移動させる第２の移動手段と、この第２の移動手段により移動される前記支持部材の移
動情報を検知する移動情報検知手段とを具備することを
特徴としたトラッキング制御装置。